2009~2010学年第二学期期末考试《冶金物理化学1》试卷(A)

0
Si 选用(1) 纯硅(液态)， (2) 假想纯硅，(3) 质量 1％Si 的溶液为标准态时，SiO2(S)在 1600℃时的标准生成 Gibbs 自由能。
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……………………………… 装 ……………………………… 订 ………………………………… 线 ………………………………
课程________________________班级________________________姓名__________________________学号________________________
；酸性渣中 Al2O3 浓度增大时， aSiO 2
9．脱 S 反应分子方程式为(CaO)＋[S]＝(CaS)＋[O]，则离子反应方程式为 10．当 Δ[O]＞0 时，氧由 二、热力学计算题(45 分，每题 15 分) 向 中传输；当 Δ[O]＜0 时，氧由
1．溶解于铁中的硅的氧化反应为[Si]+O2=SiO2(S)，1600℃时液态 Si 在铁液中的 Si 0.0013 。已知：Si(l)＋O2＝SiO2(S)， G ＝－946350＋197.64T J.mol-1。试计算
计算所需数据：
C Si P Si C C Si P eC =0.140， eC =0.080， e Si 0.18 ， eC = - 0.053， eP = 0.13， eSi =0.110， eP =0.120， eSi 0.11
原子量：Ca : 40，Si: 28，Fe:56，Mg: 24，V: 51，Mn:55，P: 31，Al: 27，S: 32，O: 16，Ni:58.7
……………………………… 密 ……………………………… 封 ………………………………… 线 ……………………………… 安
题号 得分
一 二 三 四 五
徽
六
工
七 八
业
九
大
十
学
十一 十二
试
十三
题
十四
纸（一）
十五 十六 十七 十八 十九 二十 总 分
2009~2010 学年第二学期期末考试《冶金物理化学 1》试卷（A）
x S 10.0 10 3 时 硫 的 蒸 气 压 为 12.05×10-5atm ， 以 假 想 的 纯 硫 蒸 气 压 为 标 准 态 ， x S 1.0 10 3 硫 服 从 亨 利 定 律 ， 则 x S 6.0 10 3 时 的 活 度
是 、活度系数是 。
2．在 1600℃，测得与含磷量为 0.65％和含氧为 0.0116％的铁液平衡的气相的

2



2

。
0 Si
4 ． Ni-Si 系 在 1853K 时 ， x(Si) 0.022 （ [ ％ Si]=1.06 ） 的 lg Si 3.99 ， 当 x(Si) 0 时 ， lg Si 4.08 ， 则 e Si
Si Si
，
。 。 。 离子形式存在。 。 。 向 中传输。
5．由炼钢渣系 1600℃等活度图上查得 aFeO＝0.53，则此渣与含氧 0.1％的钢液接触时，钢液中氧含量将 6．渣中 SiO2 浓度低时，渣中 Al2O3 显 7．Al2O3 在碱性渣中以 8. 碱性渣中 Al2O3 浓度增大时， aSiO 2 性，当渣中 Al2O3 浓度增大时，渣中 SiO2 活度 离子形式存在；在酸性渣中以 离子和
……………………………… 装 ……………………………… 订 ………………………………… 线 ………………………………
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三、熔渣的三元相图(25 分)
阅读假想的三元相图后回答下面问题：
1．在图中标出各初晶区析出的物质；
2．在图中标出 f＝1 的线上的冷却方向；
3．写出 e1K，e3E 和 KE 线上的结晶反应；
4．写出点 K 和 E 的结晶反应；
5．说明化合物 D 在二元系和三元系中的稳定性；
6．写出点 O 所代表的体系冷却到液相消失所有的结晶过程反应；
已知：2/3Cr(s)＋1/2O2＝1/3 Cr 2O3(S)
(1)
G1 ＝－370047＋82.44T J.mol-1
G2 ＝－117110－3.39T J.mol-1
1/2O2＝[ O ]
(2)
3．用空气吹炼成分为 1％Si、4.3％C、0.086%P 的铁水时，生成的熔渣成分为 40％CaO，20％SiO2，15％FeO，12%MnO，10%MgO，3%P2O5，渣中 SiO2 ＝0.075(纯 液态 SiO2 的标准态)，试计算铁水中的碳开始氧化的温度，即反应 2[C]＋(SiO2)＝[Si]＋2CO（PCO＝101325 Pa）的 G ＝0 所对应的温度。 已知 SiO2(S)＋2C(gr)＝Si(l)＋2CO
7．点 O 所代表的体系，其液相点到达 l 点时，固相点在何处(图中标出)？
用线段比表示 wl / ws(液固质量比)的值，这时哪几个相平衡共存？
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一、基本概念题(30 分) 1．1903K，Fe-S 系 x S 1.0 10 时硫的蒸气压为 1.45× -5atm、 x S 3.0 10 10
3 3
时硫的蒸气压为 4.36× -5atm、 x S 6.0 10 时硫的蒸气压为 8.15× -5atm、 10 10
3
PH 2O PH 2
O 0.0494 。已知 lg f O 0.2[%O] ， 反应 H2+[O]=H2O(g)的平衡常数 平
K 3.855 ，则 f OP
。
P 3．1540℃时，与含有 2.1%C 的铁液平衡的气相中 P
则 fC
Si
CO
/ P P / P 1510 ；如果在此铁液中加入 2%的 Si，而 C 的浓度仍为 2.1%时的平衡气相中 CO 2260 ， PCO2 / P CO2 / P
(1)
G1 ＝720594－370.67T J.mol-1
G3 ＝22590－42.26T J.mol-1
SiO2(S)＝SiO2(l)
(2)
G2 ＝9581－4.80T J.mol-
Si(l)＝[Si] 1%
(4)
G4 ＝－131500－17.24T J.mol-1
……………………………… 密 ……………………………… 封 ………………………………… 线 ……………………………… 安 徽 工 业 大 学 试 题 纸（二）
2．利用固体电解质电池 Cr，Cr2O3｜ZrO2＋CaO｜[O]Fe 测定 1600℃钢液中氧浓度。测得的电动势 E 为 247mV(0.247V)，试求钢液中氧浓度[%O]。